七相感应电机缺相建模与控制研究.pdf

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1、摇摇第31卷摇第5期计摇算摇机摇仿摇真2014年5月摇摇文章编号:1006-9348(2014)05-0218-06七相感应电机缺相建模与控制研究郭冀岭,肖建,邱忠才,罗鹏(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)摘要:在电机调速控制问题的研究中,七相感应电机调速系统缺相运行具有代表性,近年受到关注。在七相电机正常情况下,根据空间解耦模型和SVPWM调制算法,在机电能量转换的基波子空间内作用电压矢量的同时,也会在3次、5次谐波子空间产生谐波电流。在缺相情况下,电压矢量分布变化,获取严格的空间解耦模型较为困难。为解决上述问题,采用缺相简化模型,将七相电机缺一相及多相的各种情况进行建模,

2、给出电压矢量分布,并分别采用传统直接转矩(DTC)和矢量控制(VC)进行仿真。传统DTC需针对不同缺相情况选择不同矢量,算法不具备通用性,且定子电流谐波含量大,高速性能、带载能力下降明显;为此,提出改进型UVM矢量控制,无需针对特定缺相情况,算法具有通用性,定子电流谐波含量小,带载能力也高于传统DTC。关键词:七相感应电机;缺相故障;直接转矩控制;矢量控制中图分类号:TM343摇摇文献标识码:BResearchonModelandControlof7-PhaseInductionMotorunderOpen-PhaseFaultGUOJi-ling,XIAOJian,QIUZhong-cai

3、,LUOPeng(CollegeofInformationEngineering,QingdaoUniversity,QingdaoShandong266071,China)ABSTRACT:Theseven-phaseadjustablespeeddrivesystemhasdrawnmoreattentionbecauseofitstypicalopen-phasefaultoperationinrecentyears.Undernormalcircumstance,basedonthedecompositionmodelandSVPWM,thevoltagevectorswereuse

4、dinfundamentalwavesubspaceforelectromechanicalenergyconversion,aswellasinharmonicwavesubspaceforharmoniccomponentsofcurrents.Underopen-phasefaultcircumstance,itisdifficulttogettherigorousdecompositionmodelbecauseoftheasymmetricalstructureandvectordistribution,soasimplemodelwasadopted.Aimingateachon

5、eof11kindsof7-phaseIMopen-faultmodels,DTCandVCweresimulatedrespec鄄tively.ComparedwithtraditionalDTC,theresultsshowbettercommonality,higherloadcapacityandlowerharmonicstatorcurrentsusingVCwithmodifiedUVM.KEYWORDS:Seven-phaseinductionmotor;Openphasefault;DTC;Vectorcontrol1摇引言量作用在基波空间发生机电能量转换的同时,也会作用在

6、3、与传统三相变频调速系统相比,多相系统降低了对功率5次谐波空间产生谐波电流,一般采用空间电压合成矢量法器件容量的要求,降低了转矩脉动,同时冗余性能好,性能可让作用在谐波子空间合成矢量为零的方法来消除或削弱谐[2]靠性高[1]。七相异步电机缺相运行的多种情况具有代表性,波。但在缺相情况下,感应电机模型及对应电压矢量分布近来也受到学者关注[2]。发生了变化,对称情况破坏,很难获得准确具有特定次数的作为感应电机两种最基本的控制方式,直接转矩控制谐波空间解耦模型。为简单起见,采用简化的缺相模型,即(DTC)一般以定子磁链为参考定向并尽量使其接近圆形,而在缺n相(n=1,2,3,4)情况下,分为dq

7、基波子空间和(5-n)矢量控制(VC)一般以转子磁链为参考定向并尽量使其接近个谐波子空间,各子空间相互正交。圆形。传统的DTC一般利用缺相后的电压矢量中幅值较大者来构成矢量表,但由于矢量的幅值不尽相同,且在空间分布正常情况下,七相感应电机采用空间解耦模型,电压矢并不均匀,这将造成较大的转矩脉动以及负载能力的降低,同时也很难考虑谐波电流问题;而VC也无法像常规SVPWM基金项目:国家自然科学基金(5117713

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